JP2005077012A - ラジエータ - Google Patents

Abstract

【課題】ラジエータコアの上下に配置されるタンクの厚みを小さくして、ラジエータの全高を低くし、車両内の取り付けスペースを小さくする。
【解決手段】入口ホース８と入口タンク４との間を連通する入口ホース取合部６の形状をホース側端部６ａからタンク側端部６ｂに向かって扇状に形成し、また出口ホース９と出口タンク５との間を連通する出口ホース取合部７の形状をホース側端部７ａからタンク側端部７ｂに向かって扇状に形成する。扇状に形成した部分の断面形状は、例えば楕円形、長方形とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は主に車両用のラジエータに関し、とくに出入口ホースとの取合部の構造に関する。

従来のラジエータとしては、冷却水をラジエータの各チューブへ分配したり、或いは逆に冷却水を集合させるために、ラジエータの上部と下部にそれぞれタンクを設けて前記チューブと連通させるとともに、そのタンクに冷却水の流入・流出用のホースを取り付けるための円形取合部を設けているラジエータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３０３４９８号公報（第３頁、図１）

上記従来例のラジエータでは、接続するホースとタンクの取合部がともに円形であるため、タンクの厚みはホース直径よりも大きくする必要があった。このため、レイアウト上の理由からタンク単体の厚みを減らしたい場合であっても、これを実現することは難しく、逆にタンクの厚みを確保するためにラジエータコアの大きさを低減させると、ラジエータの性能を引き下げてしまうことになる。とくに、ラジエータコアを２枚重ねた構造をもつＵターン型ラジエータでは、上部もしくは下部に２つのタンクが隣接して配置される構造となるが、ホースを入口側も出口側も同方向に配置したい場合、いずれか一方のタンクではホースを通すためのスペースを確保するため、他方のタンクよりも厚みが必要となる。したがって、ラジエータの上部もしくは下部だけが極端に飛び出るようになり、車両内の取り付けスペースが大きくなるという課題があった。

請求項１に係わるラジエータは、複数のチューブ及びフィンが配置された熱交換器（ラジエータコア）と、当該熱交換器の一端に配置され前記複数のチューブの一端と連通された入口タンクと、前記熱交換器の他端に配置され前記複数のチューブの他端と連通された出口タンクとを備え、前記入口タンクは第１熱交換媒体を導入する入口ホースと当該タンク本体との間を連通する入口ホース取合部が形成され、前記出口タンクは第１熱交換媒体を排出する出口ホースと当該タンク本体との間を連通する出口ホース取合部が形成され、前記入口ホース取合部から導入した第１熱交換媒体を前記入口タンクから前記複数のチューブ内を流通して前記出口タンクに流入させ、前記出口ホース取合部から外部に排出するとともに、前記熱交換器に対し第２熱交換媒体を流通するように構成されたものであって、前記入口ホース取合部は前記入口ホース側から前記入口タンク側に向かって扇状に形成され、前記出口ホース取合部は前記出口ホース側から前記出口タンク側に向かって扇状に形成されることを要旨とする。

請求項２に係わるラジエータは、複数のチューブ及びフィンが配置された第１列チューブ（入口列チューブ）、当該第１列チューブと並列に配置された同一構造の第２列チューブ（出口列チューブ）からなる熱交換器（ラジエータコア）、当該熱交換器の一端に配置され前記出口列チューブの一端と連通された出口タンクと、前記熱交換器の他端に配置され前記入口列及び出口列チューブの他端と連通された中間タンクとを備え、前記入口タンクは第１熱交換媒体を導入する入口ホースと当該タンク本体との間を連通する入口ホース取合部が形成され、前記出口タンクは第１熱交換媒体を排出する出口ホースと当該タンク本体との間を連通する出口ホース取合部が形成され、前記入口ホース取合部又は前記出口ホース取合部のいずれか一方が少なくとも他方のタンクの厚み分だけ前記中間タンクから離間した位置に形成され、前記入口ホース取合部から導入した第１熱交換媒体を前記入口タンクから前記第１列チューブの各チューブ内を流通して前記中間タンクに流入させ、更に前記第２列チューブの各チューブ内を流通して前記出口タンクに流入させた後、前記出口ホース取合部から外部に排出するとともに、前記熱交換器に対し第２熱交換媒体を流通するように構成されたものであって、前記入口ホース取合部は前記入口ホース側から前記入口タンク側に向かって扇状に形成され、前記出口ホース取合部は前記出口ホース側から前記出口タンク側に向かって扇状に形成されることを要旨とする。

本発明に係わるラジエータによれば、タンクの厚みをホースよりも小さくすることができるため、車両内の取り付けスペースを小さくすることができる。

以下、本発明に係わるラジエータを、車両用のラジエータに適用した場合の実施の形態を図面を参照しながら説明する。なお、各実施の形態においては、同等部分を同一符号で表記する。

図１は、実施の形態１に係わるラジエータ１００の概略構成図である。ラジエータ１００は大別すると、ラジエータコア（熱交換器）１０と、ラジエータコア１０の上部に配置された入口タンク４と、ラジエータコア１０の下部に配置された出口タンク５とから構成されている。

ラジエータコア１０は、所定間隔で１列に配置された複数のチューブ２と、隣り合うチューブ２間に配置された冷却用のフィン３とから構成されている。

入口タンク４はラジエータコア１０の上部に配置され、各チューブ２の上端と連通されている。また出口タンク５はラジエータコア１０の下部に配置され、各チューブ２の下端と連通されている。

入口タンク４の一側面には入口ホース取合部６が形成されている。入口ホース取合部６は、冷却水などの第１熱交換媒体１１を導入するための入口ホース８とタンク本体との間を連通する。入口ホース取合部６のホース側端部６ａは入口ホース８と接続され、タンク側端部６ｂは入口タンク４の開口部４ａと接続されている。本実施の形態における入口ホース取合部６は、ホース側端部６ａ側からタンク側端部６ｂに向かって扇形となるように形成されている。この形状において、ホース側端部６ａの断面は入口ホース８と同じく円形に形成され、タンク側端部６ｂの断面（及び入口タンク４の開口部４ａ）は楕円形となるように形成されている。

また、出口タンク５の一側面には出口ホース取合部７が形成されている。出口ホース取合部７は、第１熱交換媒体１１を排出するための出口ホース９とタンク本体との間を連通する。出口ホース取合部７のホース側端部７ａは出口ホース９と接続され、タンク側端部７ｂは出口タンク５の開口部５ａと接続されている。本実施の形態における出口ホース取合部７は、ホース側端部７ａ側からタンク側端部７ｂに向かって扇形となるように形成されている。この形状において、ホース側端部７ａの断面は出口ホース９と同じく円形に形成され、タンク側端部７ｂの断面（及び出口タンク５の開口部５ａ）は楕円形となるように形成されている。

図１において、外部から入口ホース８を通じて導入された第１熱交換媒体１１は、入口ホース取合部６から入口タンク４に流入した後、各チューブ２内を流通して出口タンク５に流入し、更に出口ホース取合部７から出口ホース９を通じて外部に取り出される。この間、ラジエータコア１０の各チューブ２に対して第２熱交換媒体１２が図中矢印方向に流通することにより、各チューブ２を流通する第１熱交換媒体１１との間で熱交換が行われる。

上記構成によれば、入口ホース取合部６のホース側端部６ａとタンク側端部６ｂの断面積を同じとした場合、楕円形に形成されたタンク側端部６ｂの断面が図中縦方向に短くなるため、入口タンク４の厚みＴ１を入口ホース８の直径よりも小さくすることができる。同様に、出口ホース取合部７についても、楕円形に形成されたタンク側端部７ｂの断面が図中縦方向に短くなるため、出口タンク５の厚みＴ２を出口ホース９の直径よりも小さくすることができる。したがって、ホース側とタンク側の流路断面積を同じとした場合、従来はホースの直径に応じたタンクの厚みが必要となっていたが、本実施の形態ではタンクの厚みをホース直径よりも小さくすることができるため、ラジエータの全高が低くなり、車両内での取り付けスペースを小さくすることができる。また、車両内でのレイアウトに応じて、楕円形に形成されたタンク側端部６ｂ、７ｂの断面縦・横方向の長さを調整することにより、タンク単体の厚みを任意に設定することができる。

なお、ホース側とタンク側の流路断面積は必ずしも同じである必要はなく、ホース側よりもタンク側の流路断面積を大きくしてもよい。この場合も、楕円形に形成されたタンク側端部６ｂ、７ｂの断面縦・横方向の長さを調整することにより、タンクの厚みをホース直径よりも小さくすることができる。

また、図１では入口ホース取合部６及び出口ホース取合部７についてタンク側の断面を楕円形とした例について示したが、入口ホース取合部６又は出口ホース取合部７のいずれか一方についてタンク側の断面を楕円形とするようにしてもよい。

図２は、実施の形態２に係わるラジエータ２００の概略構成図である。本実施の形態における入口ホース取合部１６は、ホース側端部１６ａ側からタンク側端部１６ｂに向かって扇形となるように形成されている。この形状において、ホース側端部１６ａの断面は入口ホース８と同じく円形に形成され、タンク側端部１６ｂの断面（及び入口タンク４の開口部４ａ）は長方形となるように形成されている。また、出口ホース取合部１７は、ホース側端部１７ａ側からタンク側端部１７ｂに向かって扇形となるように形成されている。この形状において、ホース側端部１７ａの断面は出口ホース９と同じく円形に形成され、タンク側端部１７ｂの断面（及び出口タンク５の開口部５ａ）は長方形となるように形成されている。他の構成は図１と同じであるため説明を省略する。

上記構成によれば、長方形に形成されたタンク側端部１６ｂの断面は図中縦方向に短くなるため、入口タンク４の厚みＴ１を入口ホース８の直径よりも小さくすることができる。同様に、出口ホース取合部１７についても、長方形に形成されたタンク側端部１７ｂの断面が図中縦方向に短くなるため、出口タンク５の厚みＴ２を出口ホース９の直径よりも小さくすることができる。このように、タンクの厚みをホース直径よりも小さくすることができるため、ラジエータの全高が低くなり、車両内での取り付けスペースを小さくすることができる。また、車両内でのレイアウトに応じて、長方形に形成されたタンク側端部１６ｂ、１７ｂの断面縦横方向の長さを調整することにより、タンク単体の厚みを任意に設定することができる。

なお、図２では、入口ホース取合部１６及び出口ホース取合部１７についてタンク側の断面を長方形とした例について示したが、入口ホース取合部１６又は出口ホース取合部１７のいずれか一方についてタンク側の断面を長方形とするようにしてもよい。

ここで、実施の形態２における他の効果について説明する。図３は、図２に示すラジエータ２００の上部の拡大模式図。図４は、従来例のタンクの厚みが大きいラジエータの上部の拡大模式図である。

図３の構成では、第１熱交換媒体１１が入口ホース取合部１６から入口タンク４に流入するにあたって、タンク側端部１６ｂの末端が多くのチューブ２の直上に存在するため、第１熱交換媒体１１は入口タンク４内を横切って移動する距離がほとんどなく、多くのチューブ２へ直接に流入することになる。

一方、図４の構成では、入口ホース取合部２６から入口タンク４へ流入した第１熱交換媒体１１は、入口タンク４の開口部４ａから急に幅の広いタンク内に流入し、タンク内の壁面に当たった後、流れ方向が急激に曲げられるため、動圧分が減り、静圧分が急激に上昇することになる。このため、タンク側端部１６ｂの直下にあるチューブ２では、第１熱交換媒体１１の流量が平均値より多くなり、逆にタンク側端部１６ｂの末端から離れているチューブ２については、第１熱交換媒体１１が入口タンク４内を横切って移動する距離が多くなり、途中で流速が減少したり壁面摩擦が増大するため、これらチューブ２では流量が平均値より少なくなる。

このように、図４の構成では各チューブ２への流量が不均一になるため、冷却の効率が落ち、設計値通りの冷却性能が発揮されないという不具合を生じることになる。これに対し図３の構成では、第１熱交換媒体１１の流れが幅方向に分散して、タンク側端部１６ｂの末端付近に位置する多くのチューブ２において流量が均等になるため、設計値通りの冷却性能を得ることができる。

また、図４の構成では、第１熱交換媒体１１が入口タンク４の開口部４ａから急に幅の広いタンク内に流入して流路を曲げられ、タンク内を流れながら各チューブ２へ分岐し、更に各チューブ２から図示していない出口タンク５を経て出口ホース取合部１７へ向けて急激に集合するため、第１熱交換媒体１１の圧力損失が大きく、ポンプの消費動力を徒に増加させてしまうことになる。これに対し図３のように、入口ホース取合部１６の断面を長方形とした場合は、末端の流路幅が広がるため、第１熱交換媒体１１がタンク側端部１６ｂから各チューブ２へ分配される際や、逆に図２に示すように、第１熱交換媒体１１が各チューブ２から出口ホース取合部１７へ集合する際に、流路の曲がりや分散、集合が急激には生じないので、圧力損失の発生を最小限に抑えることができる。

なお、実施の形態１（図１）のように、タンク側端部６ｂの断面を楕円形とした場合でも、図３のように断面の横方向を長くすることにより同様の効果を得ることができる。

次に、実施の形態３として、タンク側端部１６ｂの断面を長方形とした場合の他の構成例について説明する。

図５は、実施の形態３に係わる入口ホース取合部の拡大模式図である。本実施の形態における入口ホース取合部１６では、扇状に形成された部分の内部に、第１熱交換媒体１１の流れ方向に沿って複数のベーン（案内羽根）１５が形成されている。

上記構成によれば、車両内のレイアウトのために入口ホース取合部１６の流れ方向の長さを短縮して、第１熱交換媒体１１が入口ホース取合部１６内部で急激に拡大するような構成とした場合でも、ベーン間の個々の流路の広がり方は緩やかなものとなる。このため、第１熱交換媒体１１が入口ホース取合部１６や各ベーン１５の壁面から剥離して期待通りの分配にならなかったり、余分な圧力損失が発生することがない。したがって、入口ホース取合部１６の流れ方向の長さを短くすることができ、車両内でのレイアウトにも柔軟性をもたせることができる。なお、図５では、ベーン１５を４枚形成した例を示しているが、ベーン１８の数は１枚でもよいし、更に多数形成してもよい。また、ベーン１５は出口ホース取合部１７に形成してもよい。

図６は、実施の形態４に係わるラジエータ３００の概略構成図である。ここでは、ラジエータコアを２枚重ねた構造をもつＵターン型ラジエータに適用した場合の例を示している。

ラジエータ３００は大別すると、ラジエータコア２０と、ラジエータコア２０の上部に配置された入口タンク４及び出口タンク５と、ラジエータコア２０の下部に配置された中間タンク１３とから構成されている。

ラジエータコア２０は、所定間隔で１列に配置された複数のチューブ２と、隣り合うチューブ２間に配置された冷却用のフィン３からなる入口列チューブ２１（第１列チューブ）、及び同一構成の出口列チューブ２２（第２列チューブ）から構成されている。

入口タンク４はラジエータコア２０の上部に配置され、入口列チューブ２１の上端と連通されている。また出口タンク６は同じくラジエータコア２０の上部に配置され、出口列チューブ２２の上端と連通されている。中間タンク１３はラジエータコア２０の下部に配置され、入口列チューブ２１及び出口列チューブ２２のそれぞれの下端と連通されている。

入口タンク４の一側面には入口ホース取合部６が形成されている。入口ホース取合部６は、第１熱交換媒体１１を導入するための入口ホース８とタンク本体との間を連通する。入口ホース取合部６のホース側端部６ａは入口ホース８と接続され、タンク側端部６ｂは入口タンク４の開口部４ａと接続されている。本実施の形態における入口ホース取合部６は、ホース側端部６ａ側からタンク側端部６ｂに向かって扇形となるように形成されている。このうち、ホース側端部６ａの断面は入口ホース８と同じく円形に形成され、タンク側端部６ｂの断面（及び入口タンク４の開口部４ａ）は楕円形となるように形成されている。

また、出口タンク５の一側面には出口ホース取合部７が形成されている。出口ホース取合部７は、第１熱交換媒体１１を排出するための出口ホース９とタンク本体との間を連通する。出口ホース取合部７は、少なくとも入口タンク４の厚みＴ１分だけ入口ホース取合部６よりも中間タンク１３から離間した位置に形成されている。出口ホース取合部７のホース側端部７ａは出口ホース９と接続され、タンク側端部７ｂは出口タンク５の開口部５ａと接続されている。本実施の形態における出口ホース取合部７は、ホース側端部７ａ側からタンク側端部７ｂに向かって扇形となるように形成されている。このうち、ホース側端部７ａの断面は出口ホース９と同じく円形に形成され、タンク側端部７ｂの断面（及び出口タンク５の開口部５ａ）は楕円形となるように形成されている。

上記構成によれば、入口ホース取合部６のホース側端部６ａとタンク側端部６ｂの断面積を同じとした場合、楕円形に形成されたタンク側端部６ｂの断面が図中縦方向に短くなるため、入口タンク４の厚みＴ１を入口ホース８の直径よりも小さくすることができる。同様に、出口ホース取合部７についても、楕円形に形成されたタンク側端部７ｂの断面が図中縦方向に短くなるため、出口タンク５の厚みＴ２を出口ホース９の直径よりも小さくすることができる。したがって、ホース側とタンク側の流路断面積を同じとした場合でも、タンクの厚みをホース直径よりも小さくすることができるため、ラジエータの全高が低くなり、車両内での取り付けスペースを小さくすることができる。また、楕円形に形成されたタンク側端部６ｂ、７ｂの断面縦方向の長さを調整することにより、車両内でのレイアウトに応じてタンク単体の厚みを適宜に設定することができる。

とくに、Ｕターン型ラジエータにおいてラジエータコアの位置や大きさを固定した場合は、入口タンク４及び出口タンク５が設置される側（上部又は下部）のいずれかの厚みが極端に増加するので、車両内でのレイアウトが難しくなる。しかしながら、本実施の形態による構成ではラジエータの全高を低く抑えることができるため、レイアウトの難しさを改善することができる。

なお、ホース側とタンク側の流路断面積は必ずしも同じである必要はなく、ホース側よりもタンク側の流路断面積を大きくしてもよい。この場合も、楕円形に形成されたタンク側端部６ｂ、７ｂの断面縦・横方向の長さを調整することにより、タンクの厚みをホース直径よりも小さくすることができる。

また、図６では入口ホース取合部６及び出口ホース取合部７についてタンク側の断面を楕円形とした例について示したが、実施の形態２（図２）のような長方形の断面としてもよい。更に、これらホース取合部の内部に図５に示すようなベーンを形成してもよい。

実施の形態１に係わるラジエータの概略構成図。 実施の形態２に係わるラジエータの概略構成図。 図２に示すラジエータの上部の拡大模式図。 従来例のタンクの厚みが大きいラジエータの上部の拡大模式図。 実施の形態３に係わる入口ホース取合部の拡大模式図。 実施の形態４に係わるラジエータの概略構成図。

符号の説明

１，２０…ラジエータコア
２…チューブ
３…フィン
４…入口タンク
４ａ，５ａ…開口部
５…出口タンク
６，１６，２６…入口ホース取合部
６…出口タンク
６ａ，１６ａ…ホース側端部
６ｂ，１６ｂ…タンク側端部
７，１７…出口ホース取合部
７ａ，１７ａ…ホース側端部
７ｂ，１７ｂ…タンク側端部
８…入口ホース
９…出口ホース
１１…第１熱交換媒体
１２…第２熱交換媒体
１３…中間タンク
１５…ベーン
２１…入口列チューブ
２２…出口列チューブ
１００，２００，３００…ラジエータ

Claims (7)

1. 複数のチューブ及びフィンが配置された熱交換器と、当該熱交換器の一端に配置され前記複数のチューブの一端と連通された入口タンクと、前記熱交換器の他端に配置され前記複数のチューブの他端と連通された出口タンクとを備え、前記入口タンクは第１熱交換媒体を導入する入口ホースと当該タンク本体との間を連通する入口ホース取合部が形成され、前記出口タンクは第１熱交換媒体を排出する出口ホースと当該タンク本体との間を連通する出口ホース取合部が形成され、前記入口ホース取合部から導入した第１熱交換媒体を前記入口タンクから前記複数のチューブ内を流通して前記出口タンクに流入させ、前記出口ホース取合部から外部に排出するとともに、前記熱交換器に対し第２熱交換媒体を流通するように構成されたラジエータにおいて、
   前記入口ホース取合部は前記入口ホース側から前記入口タンク側に向かって扇状に形成され、前記出口ホース取合部は前記出口ホース側から前記出口タンク側に向かって扇状に形成されることを特徴とするラジエータ。
2. 複数のチューブ及びフィンが配置された第１列チューブ、当該第１列チューブと並列に配置された同一構造の第２列チューブからなる熱交換器と、当該熱交換器の一端に配置され前記第２列チューブの一端と連通された出口タンクと、前記熱交換器の他端に配置され前記第１及び第２列チューブの他端と連通された中間タンクとを備え、前記入口タンクは第１熱交換媒体を導入する入口ホースと当該タンク本体との間を連通する入口ホース取合部が形成され、前記出口タンクは第１熱交換媒体を排出する出口ホースと当該タンク本体との間を連通する出口ホース取合部が形成され、
   前記入口ホース取合部又は前記出口ホース取合部のいずれか一方が少なくとも他方のタンクの厚み分だけ前記中間タンクから離間した位置に形成され、前記入口ホース取合部から導入した第１熱交換媒体を前記入口タンクから前記第１列チューブの各チューブ内を流通して前記中間タンクに流入させ、更に前記第２列チューブの各チューブ内を流通して前記出口タンクに流入させた後、前記出口ホース取合部から外部に排出するとともに、前記熱交換器に対し第２熱交換媒体を流通するように構成されたラジエータにおいて、
   前記入口ホース取合部は前記入口ホース側から前記入口タンク側に向かって扇状に形成され、前記出口ホース取合部は前記出口ホース側から前記出口タンク側に向かって扇状に形成されることを特徴とするラジエータ。
3. 前記入口ホース取合部及び前記出口ホース取合部の扇状に形成された部分の断面が楕円形であることを特徴とする請求項１又は２に記載のラジエータ。
4. 前記入口ホース取合部及び前記出口ホース取合部の扇状に形成された部分の断面が長方形であることを特徴とする請求項１又は２に記載のラジエータ。
5. 前記入口ホース取合部の扇状に形成された部分の内部に、前記第１熱交換媒体の流入方向に沿って少なくとも１つの案内羽根を設けたことを特徴とする請求項４に記載のラジエータ。
6. 前記入口ホース取合部の扇状に形成された部分の断面積が、前記入口ホースの断面積より大きいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のラジエータ。
7. 前記出口ホース取合部の扇状に形成された部分の断面積が、前記出口ホースの断面積より大きいことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のラジエータ。
   

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